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📄 program-kernel-boot-comment.html

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123 
<!doctype html public "-//w3c//dtd html 4.0 transitional//en">
<html>
<head>
   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312">
   <meta name="Author" content="Edward Fu">
   <meta name="GENERATOR" content="Mozilla/4.05 [zh-CN] (X11; I; Linux 2.1.127 i686) [Netscape]">
   <title>Freesoft Linux FAQ -- 内核原代码boot.s部分的注释</title>
</head>
<body>
|
<br>|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; boot.s
<br>|
<br>| boot.s is loaded at 0x7c00 by the bios-startup routines, and moves
itself
<br>| out of the way to address 0x90000, and jumps there.
<br>|
<br>| It then loads the system at 0x10000, using BIOS interrupts. Thereafter
<br>| it disables all interrupts, moves the system down to 0x0000, changes
<br>| to protected mode, and calls the start of system. System then must
<br>| RE-initialize the protected mode in it's own tables, and enable
<br>| interrupts as needed.
<br>|
<br>| NOTE! currently system is at most 8*65536 bytes long. This should
be no
<br>| problem, even in the future. I want to keep it simple. This 512 kB
<br>| kernel size should be enough - in fact more would mean we'd have
to move
<br>| not just these start-up routines, but also do something about the
cache-
<br>| memory (block IO devices). The area left over in the lower 640 kB
is meant
<br>| for these. No other memory is assumed to be "physical", ie all memory
<br>| over 1Mb is demand-paging. All addresses under 1Mb are guaranteed
to match
<br>| their physical addresses.
<br>|
<br>| NOTE1 abouve is no longer valid in it's entirety. cache-memory is
allocated
<br>| above the 1Mb mark as well as below. Otherwise it is mainly correct.
<br>|
<br>| NOTE 2! The boot disk type must be set at compile-time, by setting
<br>| the following equ. Having the boot-up procedure hunt for the right
<br>| disk type is severe brain-damage.
<br>| The loader has been made as simple as possible (had to, to get it
<br>| in 512 bytes with the code to move to protected mode), and continuos
<br>| read errors will result in a unbreakable loop. Reboot by hand. It
<br>| loads pretty fast by getting whole sectors at a time whenever possible.
<br>| 1.44Mb disks: sectors = 18
<br>| 1.2Mb disks:
<br>| sectors = 15
<br>| 720kB disks:
<br>| sectors = 9
<p>.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
<br>.text
<br>begtext:
<br>.data
<br>begdata:
<br>.bss
<br>begbss:
<br>.text
<p>BOOTSEG = 0x07c0
<br>INITSEG = 0x9000
<br>SYSSEG&nbsp; = 0x1000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| system loaded at 0x10000 (65536).
<br>ENDSEG&nbsp; = SYSSEG + SYSSIZE&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | SYSSIZE在Makefile中定义的
^_^
<p>entry start
<br>start:
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,#BOOTSEG&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 现在应仍处在REAL MODE下.
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ds,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 移动自身从BOOTSEG:0000到INITSEG:0000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,#INITSEG&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 共512字节.
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
es,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 那么BOOT.S处在0x90000-0x90200.
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
cx,#256
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sub&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
si,si
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sub&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
di,di
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; rep
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; movw
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; jmpi&nbsp;&nbsp;&nbsp; go,INITSEG
<br>go:&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ax,cs
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ds,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 将DS,ES,SS均设为0x9000,所有数据都以
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
es,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 0x9000为段偏移.
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ss,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 堆栈偏移0x9000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
sp,#0x400&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 栈顶指针0x9000:0x0400,堆栈空间512bytes??
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ah,#0x03&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | read cursor pos
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; xor&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
bh,bh
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
0x10
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
cx,#24
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
bx,#0x0007&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | page 0, attribute 7 (normal)
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
bp,#msg1&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 显示Loading System
...
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,#0x1301&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | write string, move cursor
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
0x10
<p>| ok, we've written the message, now
<br>| we want to load the system (at 0x10000)
<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,#SYSSEG
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
es,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | segment
of 0x010000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; call&nbsp;&nbsp;&nbsp; read_it&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 读内核到0x10000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; call&nbsp;&nbsp;&nbsp; kill_motor&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 杀了软驱!? ^_^
<p>| if the read went well we get current cursor position ans save it for
<br>| posterity.
<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ah,#0x03&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | read cursor pos
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; xor&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
bh,bh
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
0x10&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| save it in known place, con_init fetches
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
[510],dx&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | it from 0x90510.
<p>| now we want to move to protected mode ...
<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cli&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| no interrupts allowed !
<p>| first we move the system to it's rightful place
<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,#0x0000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cld&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 'direction'=0, movs moves forward
<br>do_move:
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
es,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | destination
segment
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; add&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,#0x1000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cmp&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,#0x9000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; jz&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
end_move
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ds,ax&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | source
segment
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sub&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
di,di&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 置零,地址为0x1000:0000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sub&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
si,si&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 置零,地址为0x9000:0000
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
cx,#0x8000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | cx的作用是计数器
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; rep
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; movsw
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; j&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
do_move&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 将位于低端0x1000:0000的内核移到内存
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 高端0x9000:0000,覆盖了boot.S !?
<p>| then we load the segment descriptors
<p>end_move:
<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ax,cs&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; | right,
forgot this at first. didn't work :-)
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mov&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
ds,ax
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; lidt&nbsp;&nbsp;&nbsp; idt_48&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| idt_48和gdt_48都是一个3个word长的数据结构
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; lgdt&nbsp;&nbsp;&nbsp; gdt_48&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 第一个字说明(Global || Interrupt) Descriptor
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| Table有多长,因为每个Table是四个字长,所以
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 可以得出整个DescriptorTable的entries.(见下)
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 后两个字指出DT的具体位置.
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| idt_48是0,0,0;应表示没有中断描述符entries.
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| gdt_48有256个入口,第一个是个空入口,然后
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 定义了一个code段和一个data段.基址都是
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| 0x00000000, !?那里是什么东西???
<br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| *** 0x00000000 != 0x0000:0000 ***
<p>| that was painless, now we enable A20
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